Szerokość pasma (przetwarzanie sygnałów)

Zobacz także: Antena (radio) § Szerokość pasma, oraz Pomiar anteny § Szerokość pasma

Bezwzględna szerokość pasma nie zawsze jest najbardziej odpowiednią lub użyteczną miarą szerokości pasma. Na przykład, w dziedzinie anteny trudności z konstrukcją anteny, aby spełnić określone bezwzględne pasmo przenoszenia jest łatwiejsze przy wyższej częstotliwości niż przy niższej częstotliwości. Z tego powodu, szerokość pasma jest często podawana w odniesieniu do częstotliwości działania, co daje lepsze wskazanie struktury i zaawansowania potrzebnego dla rozważanego obwodu lub urządzenia.

W powszechnym użyciu są dwie różne miary względnej szerokości pasma: ułamkowa szerokość pasma ( B F {{displaystyle B_{mathrm {F}} }}

) i stosunkowa szerokość pasma ( B R {{displaystyle B_{mathrm {R}}}

). W dalszej części artykułu bezwzględna szerokość pasma jest definiowana w następujący sposób, B = Δ f = f H – f L {displaystyle B=Delta f=f_{mathrm {H} }-f_{mathrm {L} }}

gdzie f H {{displaystyle f_{mathrm {H} }}

oraz f L {displaystyle f_{mathrm {L} }}

są odpowiednio górną i dolną granicą częstotliwości danego pasma.

Ułamkowa szerokość pasmaEdit

Ułamkowa szerokość pasma jest definiowana jako bezwzględna szerokość pasma podzielona przez częstotliwość środkową ( f C {displaystyle f_{mathrm {C} }}

), B F = Δ f f C . {^displaystyle B_{mathrm {F}} }={frac {{Delta f}{f_{mathrm {C}} }}}\ .}

Częstotliwość środkowa jest zwykle definiowana jako średnia arytmetyczna częstotliwości górnej i dolnej tak, że,

f C = f H + f L 2 {displaystyle f_{mathrm {C} }={frac {f_{mathrm {H} }+f_{mathrm {L} }}{2}}\ }

oraz B F = 2 ( f H – f L ) f H + f L . {{displaystyle B_{mathrm {F}} }={frac {2(f_{mathrm {H} }-f_{mathrm {L}})}{f_{mathrm {H}} }+f_{mathrm {L} }}}\ .}

Częstotliwość środkowa jest jednak czasami definiowana jako średnia geometryczna częstotliwości górnej i dolnej,

f C = f H f L {{displaystyle f_{mathrm {C} }={sqrt {f_{mathrm {H}} }f_{mathrm {L} }}}}

oraz B F = f H – f L f H f L . {{displaystyle B_{mathrm {F}} }={frac {f_{mathrm {H} }-f_{mathrm {L} }}{sqrt {f_{mathrm {H}} {f_{mathrm {H} }f_{mathrm {L} }}}}\ .}

Choć średnia geometryczna jest rzadziej używana niż średnia arytmetyczna (a tę ostatnią można założyć, jeśli nie jest podana wprost), ta pierwsza jest uważana za bardziej rygorystyczną matematycznie. Bardziej prawidłowo odzwierciedla logarytmiczny związek ułamkowej szerokości pasma z rosnącą częstotliwością. Dla aplikacji wąskopasmowych, istnieje tylko marginalna różnica pomiędzy tymi dwiema definicjami. Wersja ze średnią geometryczną jest nieznacznie większa. Dla zastosowań szerokopasmowych rozchodzą się one znacząco z wersją średniej arytmetycznej zbliżającą się do 2 w limicie i wersją średniej geometrycznej zbliżającą się do nieskończoności.

Frakcyjna szerokość pasma jest czasami wyrażana jako procent częstotliwości środkowej (procentowa szerokość pasma, % B {{displaystyle \%B}

), % B F = 100 Δ f f C . {displaystyle {{mathrm {F} }=100{frac {Delta f}{f_{mathrm {C}} }}}\ .}

Pasmo przenoszeniaEdit

Pasmo przenoszenia definiuje się jako stosunek górnej i dolnej granicy pasma,

B R = f H f L . {displaystyle B_{mathrm {R} }={frac {f_{mathrm {H} }}{f_{{mathrm {L}} }}}\ .}

Ratio szerokości pasma może być zapisane jako B R : 1 {{displaystyle B_{mathrm {R}}}:1}}.

. Zależność między stosunkową szerokością pasma a ułamkową szerokością pasma jest dana przez, B F = 2 B R – 1 B R + 1 {displaystyle B_{mathrm {F} }=2{frac {B_{mathrm {R} }-1}{B_{mathrm {R} }+1}}}}.

oraz B R = 2 + B F 2 – B F . B_{displaystyle B_{mathrm {R}}={{frac {2+B_{mathrm {F}} }}{2-B_{mathrm {F}} }}}\ .}

Percentowa szerokość pasma jest mniej znaczącą miarą w zastosowaniach szerokopasmowych. Procentowa szerokość pasma równa 100% odpowiada stosunkowi szerokości pasma równemu 3:1. Wszystkie wyższe współczynniki aż do nieskończoności są kompresowane do zakresu 100-200%.

Pasmo przenoszenia jest często wyrażane w oktawach dla zastosowań szerokopasmowych. Oktawa jest stosunkiem częstotliwości 2:1, co prowadzi do tego wyrażenia dla liczby oktaw,

log 2 ( B R ) . {{displaystyle \ log _{2}(B_{mathrm {R} })\}

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.